KR101670172B1 - Rectifier - Google Patents

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강창수
박철균
이강윤
전주영
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삼성전기주식회사
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Abstract

According to an aspect of the present invention, a rectifier includes: first and second high side switches in which source ends are connected to an alternating current (AC) input end and drain ends are connected to one end of an output capacitor; first and second low side switches in which drain ends are connected to the AC input end and source ends are connected to a grounding end and the other end of the output capacitor; and a cross-connection unit, when any one of the first high side switch and the second high side switch is off, inducing parasitic capacitance of the any one high side switch to grounding.

Description

정류 장치 {RECTIFIER}RECTIFIER

본 발명은 정류 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a rectifying device.

다양한 전자기기는 고전압 교류 전원을 입력받아 이를 직류 전원으로 변환하여 구동 전원으로서 사용하고 있다. 이를 위하여 전자 기기는 고전압 교류 전원을 소정의 직류 전원으로 바꾸는 정류 장치를 이용하고 있다.
Various electronic devices receive a high voltage AC power and convert it into a DC power source and use it as a driving power source. To this end, the electronic apparatus uses a rectifier for converting high-voltage alternating-current power into a predetermined direct-current power.

이러한 정류 장치에서, 입력 교류 전원이 고전압인 경우에도 효율적으로 직류 전원으로의 변환을 수행하는 것이 중요한 이슈이다. In such a rectifier, it is an important issue to efficiently convert to DC power even when the input AC power source is at a high voltage.

이를 위하여, 종래에는 스위칭 소자 -예컨대, MOS(Metal Oxide Semiconductor)소자 등-의 크기를 크게 사용하였다. 즉, 충분한 전류를 공급하기 위하여 큰 크기의 스위칭 소자를 사용하였다.
For this purpose, conventionally, a switching device (e.g., a MOS (Metal Oxide Semiconductor) device) has been widely used. That is, a large-sized switching element is used to supply sufficient current.

그러나, 이러한 종래의 정류 장치의 경우, 스위칭 소자가 커짐에 따라 스위칭 소자가 OFF 스위칭 동작할 때, 즉 스위칭 소자가 HIGH에서 LOW로 전환될 때 스위칭 소자의 기생 커패시터의 전하의 소멸이 늦어지는 문제점이 있다. 즉, 부하 단에서 바라보는 스위칭 소자의 기생 커패시턴스가 존재하여, 스위칭 소자의 폴링 에지가 둔하게 형성되고 방전에 소정의 시간이 요구되어 스위칭 로스가 발생하는 문제점이 있다.
However, in such a conventional rectifier, when the switching element performs an OFF switching operation as the switching element becomes larger, that is, when the switching element is switched from HIGH to LOW, there is a problem in that the destruction of the charge of the parasitic capacitor of the switching element is delayed have. That is, there is a problem that a parasitic capacitance of a switching element as viewed from a load end exists, a poling edge of the switching element is dullly formed, and a predetermined time is required for discharge, resulting in a switching loss.

이러한 전원 정류 장치와 관련된 종래 기술로는 한국 등록특허공보 제10-1381940호 또는 미국 공개특허공보 제2014-0268956호 등을 참조하여 이해할 수 있다.
The prior art related to such a power rectification device can be understood with reference to Korean Patent Registration No. 10-1381940 or US Patent Laid-Open No. 2014-0268956.

한국 등록특허공보 제10-1381940호Korean Patent Registration No. 10-1381940 미국 공개특허공보 제2014-0268956호U.S. Published Patent Application No. 2014-0268956

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 스위칭 소자의 스위칭 동작이 발생할 때, 스위칭 소자에 존재하는 기생 커패시터의 전하를 고속으로 방전할 수 있는 정류 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a rectifying device capable of discharging a charge of a parasitic capacitor existing in a switching device at a high speed when a switching operation of the switching device occurs.

본 발명의 일 기술적 측면은 정류 장치의 일 실시예를 제안한다. 상기 정류 장치는, 소스단이 교류 입력단에 연결되고, 드레인 단이 출력 커패시터의 일단에 연결되는 제1 및 제2 하이 사이드 스위치, 드레인 단이 상기 교류 입력단에 연결되고, 소스단이 접지단 및 상기 출력 커패시터의 타단에 연결되는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치 및 상기 제1 하이 사이드 스위치 또는 제2 하이 사이드 스위치 중 어느 하나의 OFF 동작 시, 상기 어느 하나의 하이 사이드 스위치의 기생 커패시터의 전하를 접지로 유도하는 교차 연결부를 포함할 수 있다.
One technical aspect of the present invention proposes an embodiment of a rectifying device. The rectifying device includes first and second high side switches having a source terminal connected to the AC input terminal and a drain terminal connected to one end of the output capacitor, a drain terminal connected to the AC input terminal, a source terminal connected to the ground terminal, Side switch and the first high-side switch or the second high-side switch connected to the other end of the output capacitor, and when the OFF state of either the first high-side switch or the second high-side switch, the charge of the parasitic capacitor of any one of the high- As shown in FIG.

본 발명의 다른 기술적 측면은 정류 장치의 다른 일 실시예를 제안한다. 상기 정류 장치는, 소스단이 교류 입력단에 연결되고, 드레인 단이 출력 커패시터의 일단에 연결되는 제1 및 제2 하이 사이드 스위치, 드레인 단이 상기 교류 입력단에 연결되고, 소스단이 접지단 및 상기 출력 커패시터의 타단에 연결되는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치, 상기 제1 하이 사이드 스위치 또는 제2 하이 사이드 스위치 중 어느 하나의 OFF 동작 시, 상기 어느 하나의 하이 사이드 스위치의 기생 커패시터의 전하를 접지로 유도하는 교차 연결부 및 상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치의 게이트단에 각각 연결되는 제1 및 제2 레벨 쉬프터를 포함할 수 있다.
Another technical aspect of the present invention proposes another embodiment of the rectifying device. The rectifying device includes first and second high side switches having a source terminal connected to the AC input terminal and a drain terminal connected to one end of the output capacitor, a drain terminal connected to the AC input terminal, a source terminal connected to the ground terminal, Side switch connected to the other end of the high-side switch, the first and second low-side switches connected to the other end of the output capacitor, and the first high-side switch or the second high- And first and second level shifters respectively connected to the gate ends of the first and second high side switches.

상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
The solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. Various means for solving the problems of the present invention can be understood in detail with reference to specific embodiments of the following detailed description.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 스위칭 소자의 스위칭 동작이 발생할 때, 스위칭 소자에 존재하는 기생 커패시터의 전하를 고속으로 방전할 수 있으며, 그로 인하여 스위칭 로스를 제거할 수 있는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, when the switching operation of the switching element occurs, the charge of the parasitic capacitor existing in the switching element can be discharged at a high speed, thereby eliminating the switching loss.

도 1은 정류 장치의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.
도 2는 도 1의 정류 장치의 일 실시예에서 입력 교류 전압에 따른 스위칭 신호를 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 장치의 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 정류 장치의 OFF 스위칭 동작을 설명하는 회로도들이다.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 정류 장치에서 입력 교류 전압에 따른 스위칭 신호를 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정류 장치의 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 8은 입력 교류 전압의 증가에 따른 정류 장치의 출력의 일 예를 도시하는 그래프이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of a rectifying device.
2 is a graph showing a switching signal according to an input AC voltage in an embodiment of the rectifier of FIG.
3 is a circuit diagram showing an example of a rectifying device according to an embodiment of the present invention.
Figs. 4 and 5 are circuit diagrams illustrating the OFF switching operation of the rectifier of Fig.
FIG. 6 is a graph showing a switching signal according to an input AC voltage in the rectifier shown in FIG. 3 to FIG.
7 is a circuit diagram showing an example of a rectifying device according to another embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a graph showing an example of the output of the rectifier as the input AC voltage increases. Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 정류 장치의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of a rectifying device.

도 1을 참조하면, 정류 장치는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2), 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4) 및 출력 커패시터(C)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the rectifier device may include first and second low side switches M1 and M2, first and second high side switches M3 and M4, and an output capacitor C.

제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2)는 입력 교류 전압(VINP, VINN) 의 극성에 따라 교번적으로 동작할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4) 또한 입력 교류 전압(VINP, VINN)의 극성에 따라 교번적으로 동작할 수 있다.The first and second low side switches M1 and M2 may alternatively operate according to the polarity of the input AC voltages V INP and V INN . Also, the first and second high side switches M3 and M4 may alternatively operate in accordance with the polarities of the input AC voltages V INP and V INN .

예를 들어, 제1 로우 사이드 스위치(M1)는 제2 하이 사이드 스위치(M4)와, 제2 로우 사이드 스위치(M2)는 제1 하이 사이드 스위치(M3)와 동시에 스위칭 동작할 수 있다. For example, the first low side switch Ml may be switched to the second high side switch M4 and the second low side switch Ml may be switched simultaneously with the first high side switch M3.

복수의 스위치들의 교번적인 스위칭 동작에 따라, 입력 교류 전압은 출력 커패시터(C)에 축전될 수 있으며, 부하(RL)는 커패시터(C)에 축전된 전압을 이용할 수 있다.In accordance with the alternating switching operation of the plurality of switches, the input AC voltage can be stored in the output capacitor C, and the load R L can utilize the voltage stored in the capacitor C.

제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2)의 경우, 소스가 접지와 연결되어 있으므로 게이트 전압(VG1, VG2)이 일정하게 유지(예컨대, 5V 등)될 수 있으나, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 경우 소스가 입력단과 연결되어 있어, 별도의 구성 없이는 게이트 전압(VG3, VG4)을 일정하게 유지시킬 수 없어 스위칭 손실이 발생할 수 있다.
In the case of the first and second low side switches M 1 and M 2, the gate voltages V G1 and V G2 can be kept constant (for example, 5 V) since the source is connected to the ground, In the case of the two high side switches M3 and M4, since the source is connected to the input terminal, the gate voltage (V G3 , V G4 ) can not be maintained constant without a separate configuration, resulting in switching loss.

도 2는 도 1의 정류 장치에서 입력 교류 전압에 따른 스위칭 신호의 일 예를 도시하는 그래프이다.2 is a graph showing an example of a switching signal according to an input AC voltage in the rectifier of FIG.

도 2에 도시된 예는, 입력 교류 전압(VINP, VINN)의 교번적인 입력에 따른 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압(VG3)을 도시하고 있다.The example shown in Fig. 2 shows the gate voltage V G3 of the first high side switch M3 according to the alternating input of the input ac voltages V INP , V INN .

도시된 바와 같이, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압(VG3)의 에지(10)는 완만한 곡선 형태를 가지고 있음을 알 수 있다. As can be seen, the edge 10 of the gate voltage V G3 of the first high side switch M3 has a gentle curve shape.

즉, 입력 교류 전압(VINP, VINN)의 교번적인 입력에 의하여 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압의 레벨(VG3 _ LV)이 GND와 VBOOST 사이에서 변하게 되는데, 이때 부하 단에서 보는 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 기생 커패시턴스가 느리게 해소되므로, 게이트 전압(VG3 _ LV)의 폴링 에지가 완만한 기울기를 가지게 된다. 이로 인하여, 스위칭 손실이 발생하여 정류 장치의 효율이 낮아질 수 있다.That is, there is changed between the input AC voltage (V INP, V INN) level (V G3 _ LV) is GND and V BOOST of the gate voltage of the first high-side switch (M3) by alternating input, wherein the load stage since the parasitic capacitance of the first high-side switch (M3) slowly eliminated shown in, the falling edge of the gate voltage (V G3 _ LV) is to have a gentle slope. As a result, a switching loss is generated and the efficiency of the rectifier can be lowered.

특히, 고전압의 교류 입력 전압을 이용하는 정류 장치의 경우, 그 스위칭 소자의 크기가 커짐에 따라 기생 커패시턴스의 용량도 커지게 되며, 그에 따라 발생하는 스위칭 손실이 더욱 커지게 될 수 있다.
In particular, in the case of a rectifier using a high-voltage AC input voltage, the capacitance of the parasitic capacitance increases as the size of the switching element increases, and the resulting switching loss becomes larger.

이하에서는, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 이러한 스위칭 손실을 방지할 수 있는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
Hereinafter, various embodiments of the present invention capable of preventing such switching loss will be described with reference to FIGS. 3 to 8. FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 장치의 일 예를 도시하는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an example of a rectifying device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 정류 장치는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2), 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4), 교차 연결부(110) 및 출력 커패시터(C)를 포함할 수 있다.
3, the rectifier includes first and second low side switches M1 and M2, first and second high side switches M3 and M4, a cross connection 110 and an output capacitor C can do.

제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)는 소스단이 교류 입력단에 연결되고, 드레인 단이 출력 커패시터(C)의 일단에 연결될 수 있다.The first and second high side switches M3 and M4 may have a source terminal connected to the AC input terminal and a drain terminal connected to one end of the output capacitor C. [

제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2)는 드레인 단이 교류 입력단에 연결되고, 소스단이 접지단 및 출력 커패시터(C)의 타단에 연결될 수 있다. The first and second low side switches M1 and M2 may have a drain terminal connected to the AC input terminal and a source terminal connected to the ground terminal and the other terminal of the output capacitor C. [

제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2)는 게이트 전압(VG1, VG2)에 의하여, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)는 게이트 전압(VG3, VG4)에 의하여 동작할 수 있다.The first and second low side switches Ml and M2 are connected to the gate voltages V G1 and V G2 and the first and second high side switches M3 and M4 are connected to the gate voltages V G3 and V G4 .

교차 연결부(110)는 하이 사이드 스위치의 기생 커패시턴스를 접지로 유도할 수 있다. 즉, 교차 연결부(110)는 제1 하이 사이드 스위치 또는 제2 하이 사이드 스위치 중 어느 하나의 OFF 동작 시, 어느 하나의 하이 사이드 스위치의 기생 커패시턴스를 접지로 유도할 수 있다. The cross-connect 110 can lead the parasitic capacitance of the high side switch to ground. That is, the cross connecting portion 110 may induce the parasitic capacitance of any one of the first high side switch and the second high side switch to the ground during the OFF operation of either the first high side switch or the second high side switch.

일 실시예에서, 교차 연결부(110)는 제1 교차 스위치(M6) 및 제2 교차 스위치(M5)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the cross connect 110 may include a first crossing switch M6 and a second crossing switch M5.

제1 교차 스위치(M6)는 게이트단이 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트에 연결될 수 있다. 제1 교차 스위치(M6)의 소스단은 접지단에 연결될 수 있다.The first crossing switch M6 may have its gate end connected to the gate of the first high side switch M3 and its drain end connected to the gate of the second high side switch M4. The source terminal of the first crossing switch M6 may be connected to the ground terminal.

제2 교차 스위치(M5)는 게이트단이 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트에 연결될 수 있다. 제2 교차 스위치(M5)의 소스단은 접지단에 연결될 수 있다.The second crossing switch M5 may have its gate end connected to the gate of the second high side switch M4 and its drain end connected to the gate of the first high side switch M3. The source terminal of the second crossing switch M5 may be connected to the ground terminal.

일 실시예에서, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)는 입력 교류 전압(VINP, VINN)의 극성의 변화에 따라 서로 교번적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 하이 사이드 스위치(M3)는 입력 교류 전압의 제1 극성(VINP)과 동기되어 스위칭 동작할 수 있고, 제2 하이 사이드 스위치(M4)는 입력 교류 전압의 제2 극성(VINN)과 동기되어 스위칭 동작할 수 있다.In one embodiment, the first and second high side switches M3 and M4 may alternately operate with each other in accordance with the change in polarity of the input AC voltages V INP and V INN . For example, the first high side switch M3 may be switched in synchronization with the first polarity (V INP ) of the input AC voltage, and the second high side switch M4 may be operated in synchronization with the second polarity of the input AC voltage V INN ).

일 실시예에서, 제 1 로우 사이드 스위치(M1)는 제2 하이 사이드 스위치(M4)와, 제 2 로우 사이드 스위치(M2)는 제1 하이 사이드 스위치(M3)와 서로 상응하게 스위칭 동작할 수 있다.In one embodiment, the first low side switch Ml may switch between the second high side switch M4 and the second low side switch M2 in correspondence with the first high side switch M3 .

일 실시예에서, 교차 연결부(110)는, 드레인 단이 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트에 연결되는 제2 교차 스위치(M5)와, 드레인 단이 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트에 연결되는 제1 교차 스위치(M6)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the cross connect 110 includes a second crossing switch M5 whose drain end is connected to the gate of the first high side switch M3 and a second crossing switch M5 whose drain end is connected to the gate of the second high side switch M4 And a first crossing switch M6 connected to the first crossing switch M6.

여기에서, 제1 교차 스위치는 제1 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하고, 제2 교차 스위치는 제2 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작할 수 있다.
Here, the first crossover switch operates correspondingly to the first high-side switch, and the second crossover switch can perform the switching operation corresponding to the second high-side switch.

도 4 및 도 5는 도 3의 정류 장치의 OFF 스위칭 동작을 설명하는 회로도들로서, 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 정류 장치의 스위치들의 스위칭 동작에 대하여 설명한다.
Figs. 4 and 5 are circuit diagrams illustrating the OFF switching operation of the rectifier of Fig. 3, and the switching operation of the switches of the rectifier will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig.

도 4에 도시된 예는, 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트 전압이 LOW에서 HIGH로 변한 상태이고, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압은 HIGH에서 LOW로 변한 예를 도시하고 있다.The example shown in Fig. 4 shows an example in which the gate voltage of the second high-side switch M4 has changed from LOW to HIGH and the gate voltage of the first high-side switch M3 has changed from HIGH to LOW .

제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압은 HIGH에서 LOW로 변하였으므로, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압은 폴링 에지 상태이다. 한편, 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트 전압이 HIGH이므로, 제2 교차 스위치(M5)의 게이트 전압도 HIGH의 값이 되므로, 제2 교차 스위치(M5)는 통전될 수 있다.Since the gate voltage of the first high side switch M3 has changed from HIGH to LOW, the gate voltage of the first high side switch M3 is in the falling edge state. On the other hand, since the gate voltage of the second high-side switch M4 is HIGH, the gate voltage of the second crossing switch M5 also becomes HIGH, so that the second crossing switch M5 can be energized.

따라서, 제1 하이 사이드 스위치(M3)에 잔존하는 기생 커패시턴스는 도시된 화살표와 같이 제2 교차 스위치(M5)를 통하여 접지로 유도될 수 있다.
Therefore, the parasitic capacitance remaining in the first high side switch M3 can be led to the ground via the second crossing switch M5 as shown in the arrows.

도 5에 도시된 예는, 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트 전압이 HIGH에서 LOW로 변한 상태이고, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압은 LOW에서 HIGH로 변한 예를 도시하고 있다.The example shown in Fig. 5 shows an example in which the gate voltage of the second high-side switch M4 has changed from HIGH to LOW and the gate voltage of the first high-side switch M3 has changed from LOW to HIGH .

제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트 전압은 HIGH에서 LOW로 변하였으므로, 제2 하이 사이드 스위치(M4)의 게이트 전압은 폴링 에지 상태이다. 한편, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 게이트 전압이 HIGH이므로, 제1 교차 스위치(M6)의 게이트 전압도 HIGH의 값이 되므로, 제1 교차 스위치(M6)는 통전될 수 있다.
Since the gate voltage of the second high side switch M4 has changed from HIGH to LOW, the gate voltage of the second high side switch M4 is in the falling edge state. On the other hand, since the gate voltage of the first high-side switch M3 is HIGH, the gate voltage of the first crossing switch M6 also becomes HIGH, so that the first crossing switch M6 can be energized.

따라서, 제2 하이 사이드 스위치(M4)에 잔존하는 기생 커패시턴스는 도시된 화살표와 같이 제1 교차 스위치(M6)를 통하여 접지로 유도될 수 있다.
Therefore, the parasitic capacitance remaining in the second high-side switch M4 can be led to the ground via the first crossing switch M6 as shown in the arrows.

도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 정류 장치에서 입력 교류 전압에 따른 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 스위칭 신호를 도시하는 그래프이다.6 is a graph showing the switching signal of the first high side switch M3 according to the input AC voltage in the rectifier device shown in Figs. 3 to 5. Fig.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 하이 사이드 스위치(M3)의 폴링 에지(20)가 보다 직선적으로 형성됨을 알 수 있다. 이는, 제1 하이 사이드 스위치(M3)가 OFF 스위칭 상태로 변화할 때, 제1 하이 사이드 스위치(M3)에 잔존하는 기생 커패시턴스가 빠르게 해소되었기 때문이다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the poling edge 20 of the first high side switch M3 is formed more linearly. This is because, when the first high side switch M3 changes to the OFF switching state, the parasitic capacitance remaining in the first high side switch M3 is quickly eliminated.

따라서, 정류 장치에 포함된 스위치의 용량이 커지더라도, 본 발명의 일 실시예에서는 직선화된 폴링 에지를 가질 수 있으며, 따라서 고전압의 교류 입력 상황에서도 스위칭 손실을 최소화할 수 있다.
Therefore, even if the capacity of the switch included in the rectifier increases, the embodiment of the present invention can have a straightened polling edge, so that the switching loss can be minimized even in the high-voltage AC input state.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정류 장치의 일 예를 도시하는 회로도이다.7 is a circuit diagram showing an example of a rectifying device according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 예는 레벨 쉬프터(120)를 더 포함하는 실시예를 도시하고 있다. 따라서, 도 7에 도시된 정류 장치의 스위칭 소자들에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 설명으로서 이해할 수 있을 것이다.The example shown in FIG. 7 shows an embodiment that further includes a level shifter 120. FIG. Therefore, the switching elements of the rectifier device shown in Fig. 7 can be understood as the above description with reference to Figs. 3 to 6. Fig.

도 7을 참조하면, 정류 장치는 레벨 쉬프터(121, 122)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the rectifier may further include level shifters 121 and 122.

제1 및 제2 레벨 쉬프터(121, 122)는 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트단에 각각 연결될 수 있다.The first and second level shifters 121 and 122 may be respectively connected to the gate terminals of the first and second high side switches M3 and M4.

제1 및 제2 레벨 쉬프터(121, 122)는 각각 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트-소스 전압이 일정하도록 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트 전압을 조절할 수 있다.The first and second level shifters 121 and 122 are connected to the gates of the first and second high side switches M3 and M4 such that the gate-source voltages of the first and second high side switches M3 and M4 are constant, The voltage can be adjusted.

제1 및 제2 로우 사이드 스위치(M1, M2)의 경우, 소스단이 접지단과 연결되어 있으므로, 게이트-소스 간의 전압차를 일정하게(예컨대, 5V) 유지할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)는 소스단이 교류 입력단으로 연결되어 있으므로, 소스단의 전압이 가변적이게 된다.In the case of the first and second low side switches M 1 and M 2, since the source terminal is connected to the ground terminal, the voltage difference between the gate and the source can be kept constant (for example, 5 V). On the other hand, since the source terminal is connected to the AC input terminal of the first and second high side switches M3 and M4, the voltage at the source terminal becomes variable.

따라서, 제1 및 제2 레벨 쉬프터(121, 122)는 각각 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트-소스 전압이 일정하도록 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트 전압을 조절할 수 있다. The first and second level shifters 121 and 122 are connected to the first and second high side switches M3 and M4 so that the gate-source voltages of the first and second high side switches M3 and M4 are constant, Can be controlled.

일 실시예에서, 제1 및 제2 레벨 쉬프터(121, 122)는 입력 교류 전압의 가변량을 감지하고, 제1 및 제2 하이 사이드 스위치(M3, M4)의 게이트 전압을 상기 감지량 만큼 쉬프트 시킬 수 있다.
In one embodiment, the first and second level shifters 121 and 122 sense a variable amount of the input AC voltage and shift the gate voltages of the first and second high side switches M3 and M4 by the sensing amount .

도 8은 입력 교류 전압의 증가에 따른 정류 장치의 출력의 일 예를 도시하는 그래프이다. Fig. 8 is a graph showing an example of the output of the rectifier as the input AC voltage increases. Fig.

도 8에 도시된 바와 같이, 정류 장치가 패시브 모드(Passive Mode)에서 액티브 모드(Active Mode)로 변경되는 동안, 정류 장치의 전압이 증가하는 경우에도 안정적인 출력을 제공함을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 8, it can be seen that the rectifier provides stable output even when the voltage of the rectifier increases while the rectifier is changed from passive mode to active mode.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

110 : 교차 연결부
121, 122: 레벨 쉬프터110:
121, 122: level shifter

Claims (15)

소스단이 교류 입력단에 연결되고, 드레인 단이 출력 커패시터의 일단에 연결되는 제1 및 제2 하이 사이드 스위치;
드레인 단이 상기 교류 입력단에 연결되고, 소스단이 접지단 및 상기 출력 커패시터의 타단에 연결되는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치; 및
상기 제1 하이 사이드 스위치 또는 제2 하이 사이드 스위치 중 어느 하나의 OFF 동작 시, 상기 어느 하나의 하이 사이드 스위치의 기생 커패시턴스를 접지로 유도하는 교차 연결부;
를 포함하는 정류 장치.
First and second high side switches having a source terminal connected to the AC input terminal and a drain terminal connected to one end of the output capacitor;
First and second row side switches having a drain terminal connected to the AC input terminal, a source terminal connected to the ground terminal and the other terminal of the output capacitor, And
A cross connection unit for leading the parasitic capacitance of any one of the first high side switch and the second high side switch to ground when the first high side switch or the second high side switch is turned OFF;
.
제1항에 있어서, 상기 교차 연결부는
게이트단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제1 교차 스위치; 및
게이트단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제2 교차 스위치;
를 포함하는 정류 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the cross-
A first crossing switch having a gate end connected to a gate of the first high side switch and a drain end connected to a gate of the second high side switch; And
A second crossing switch having a gate end connected to a gate of the second high side switch and a drain end connected to a gate of the first high side switch;
.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 교차 스위치는
소스단이 접지단과 연결된 정류 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the first and second crossing switches
And the source terminal connected to the ground terminal.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치는
입력 교류 전압의 극성의 변화에 따라 서로 교번적으로 동작하는 정류 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the first and second high side switches
A rectifier device which alternately operates in accordance with a change in polarity of an input AC voltage.
제4항에 있어서, 상기 제 1 로우 사이드 스위치는
상기 제2 하이 사이드 스위치와, 상기 제 2 로우 사이드 스위치는 상기 제1 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하는 정류 장치.
5. The apparatus of claim 4, wherein the first low side switch
Wherein the second high side switch and the second low side switch are switched in correspondence with the first high side switch.
제5항에 있어서, 상기 교차 연결부는
드레인 단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제1 교차 스위치; 및
드레인 단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제2 교차 스위치; 를 포함하는 정류 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the cross-
A first crossing switch having a drain terminal connected to a gate of the first high side switch; And
A second crossing switch having a drain terminal connected to a gate of the second high side switch; .
제6항에 있어서, 상기 제1 교차 스위치는
상기 제1 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하고,
상기 제2 교차 스위치는 상기 제2 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하는 정류 장치.
7. The apparatus of claim 6, wherein the first crossing switch
A switching operation corresponding to the first high side switch,
And the second crossing switch is switching-operated in correspondence with the second high-side switch.
소스단이 교류 입력단에 연결되고, 드레인 단이 출력 커패시터의 일단에 연결되는 제1 및 제2 하이 사이드 스위치;
드레인 단이 상기 교류 입력단에 연결되고, 소스단이 접지단 및 상기 출력 커패시터의 타단에 연결되는 제1 및 제2 로우 사이드 스위치;
상기 제1 하이 사이드 스위치 또는 제2 하이 사이드 스위치 중 어느 하나의 OFF 동작 시, 상기 어느 하나의 하이 사이드 스위치의 기생 커패시턴스를 접지로 유도하는 교차 연결부; 및
상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치의 게이트단에 각각 연결되는 제1 및 제2 레벨 쉬프터; 를 포함하는 정류 장치.
First and second high side switches having a source terminal connected to the AC input terminal and a drain terminal connected to one end of the output capacitor;
First and second row side switches having a drain terminal connected to the AC input terminal, a source terminal connected to the ground terminal and the other terminal of the output capacitor,
A cross connection unit for leading the parasitic capacitance of any one of the first high side switch and the second high side switch to ground when the first high side switch or the second high side switch is turned OFF; And
First and second level shifters respectively connected to the gates of the first and second high side switches; .
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레벨 쉬프터는
각각 상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치의 게이트-소스 전압이 일정하도록 상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치의 게이트 전압을 조절하는 정류 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the first and second level shifters
Wherein the gate voltage of the first and second high-side switches is adjusted so that the gate-source voltages of the first and second high-side switches are constant, respectively.
제8항에 있어서, 상기 교차 연결부는
게이트단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제1 교차 스위치; 및
게이트단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되고, 드레인 단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제2 교차 스위치;
를 포함하는 정류 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the cross-
A first crossing switch having a gate end connected to a gate of the first high side switch and a drain end connected to a gate of the second high side switch; And
A second crossing switch having a gate end connected to a gate of the second high side switch and a drain end connected to a gate of the first high side switch;
.
제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 교차 스위치는
소스단이 접지단과 연결된 정류 장치.
11. The apparatus of claim 10, wherein the first and second crossing switches
And the source terminal connected to the ground terminal.
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 하이 사이드 스위치는
입력 교류 전압의 극성의 변화에 따라 서로 교번적으로 동작하는 정류 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the first and second high side switches
A rectifier device which alternately operates in accordance with a change in polarity of an input AC voltage.
제12항에 있어서, 상기 제 1 로우 사이드 스위치는
상기 제2 하이 사이드 스위치와, 상기 제 2 로우 사이드 스위치는 상기 제1 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하는 정류 장치.
13. The apparatus of claim 12, wherein the first low side switch
Wherein the second high side switch and the second low side switch are switched in correspondence with the first high side switch.
제13항에 있어서, 상기 교차 연결부는
드레인 단이 상기 제2 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제1 교차 스위치; 및
드레인 단이 상기 제1 하이 사이드 스위치의 게이트에 연결되는 제2 교차 스위치; 를 포함하는 정류 장치.
14. The apparatus of claim 13, wherein the cross-
A first crossing switch having a drain terminal connected to the gate of the second high side switch; And
A second crossing switch having a drain terminal connected to a gate of the first high side switch; .
제14항에 있어서, 상기 제1 교차 스위치는
상기 제1 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하고,
상기 제2 교차 스위치는 상기 제2 하이 사이드 스위치와 서로 상응하게 스위칭 동작하는 정류 장치. 15. The apparatus of claim 14, wherein the first crossing switch
A switching operation corresponding to the first high side switch,
And the second crossing switch is switching-operated in correspondence with the second high-side switch.
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